CN111884518B - 基于电容电流纹波的dab控制方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

基于电容电流纹波的dab控制方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于电容电流纹波的DAB控制方法、装置、设备和存储介质，其中方法包括：获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，电路参数包括：电压、负载和开关参数；基于待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围；根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各开关管的目标移相占空比取值；以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，以实现待分析DAB电路的控制，解决了现有的DAB调制策略没有基于原边电容电流纹波进行分析，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好控制效果的技术问题。

Description

基于电容电流纹波的DAB控制方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及直流变换器控制技术领域，尤其涉及基于电容电流纹波的DAB控制方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
直流变换器有多种拓扑结构，其中H桥型双有源全桥直流变换器(以下简称为：DAB)由于其电气隔离、双向能量传输以及ZVS的实现在电力电子领域中受到了广泛关注。
传统的DAB调制策略为单移相(single-phase-shift，SPS)控制，原副边电压的移相占空比都等于1，通过调节两侧H桥输出交流方波之间的移相角来控制功率的传输，有导通损耗增加、电流应力大、无功环流增加等问题，进而导致变换器的效率降低。在此基础上，三重移相(Triple Phase shift,TPS)控制应运而生。TPS控制在原副边的两侧全桥外移相的基础上引入原副边的全桥内移相，比SPS控制多了两个自由度，通过优化三个移相比取的取值，能够拓宽软开关范围，减小电流应力、无功环流或者变换器的总的损耗。
上述的TPS控制虽然能够拓宽范围和减小损耗，但是没有基于原边电容电流纹波进行分析。因为当原边电容电流纹波增大时，由于电容内部的等效串连电阻发热，进一步影响到电容器的使用寿命，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好的控制效果。
因此，提供一种基于电容电流纹波的DAB控制方法是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种基于电容电流纹波的DAB控制方法、装置、设备和存储介质，解决了现有的DAB调制策略没有基于原边电容电流纹波进行分析，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好控制效果的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于电容电流纹波的DAB控制方法，包括：
获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，所述电路参数包括：电压、负载和开关参数；
基于所述待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据所述电路结构和所述电路参数，计算各所述开关管的移相占空比取值范围；
根据遗传算法，以所述移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各所述开关管的目标移相占空比取值；
以各所述目标移相占空比取值控制对应的所述开关管，以实现待分析DAB电路的控制。
可选地，根据遗传算法，以所述移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各所述开关管的目标移相占空比取值，具体包括步骤：
S1、以N个个体构建所述遗传算法的初始种群，其中一个个体为：所有所述开关管的一组移相占空比取值；
S2、设置所述初始种群的适应度函数和预置迭代次数，其中，所述适应度函数为电容电流纹波计算公式，所述适应度函数的适应度值为最小电容电流纹波；
S3、基于遗传算法、预置迭代次数和预置适应度阈值，对所述初始种群进行迭代后，得到最小电容电流纹波小于预置适应度阈值时，各所述开关管的目标移相占空比取值。
可选地，步骤S3具体包括：
S31、计算所述初始种群中每一个体的适应度值；
S32、当判断到所述适应度值小于预置适应度阈值时，将该适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值；
S33、当判断到所有所述适应度值均大于所述预置适应度阈值时，对所述初始种群依次进行复制、交叉和变异操作后，得到新种群；
S34、将所述新种群作为所述初始种群后，返回步骤S31进行下一次迭代，直至所述适应度值小于预置适应度阈值时，将该适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值；
S35、当所述预置迭代次数的迭代结束后，在所有的所述适应度值中将最小适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值。
可选地，步骤S33中的对所述初始种群依次进行复制、交叉和变异操作后，得到新种群具体包括：
S331、对所述初始种群中的各个体均进行复制后，得到对应的复制个体；
S332、选取若干所述复制个体进行交叉操作，得到对应的交叉个体，并将所述交叉个体和未被选取的所述复制个体作为中间种群；
S333、从所述中间种群中选取若干个体进行变异操作得到对应的变异个体，并用所述变异个体替换所述初始种群中选取的个体后，得到新种群。
可选地，所述电容电流纹波计算公式为：
Figure BDA0002612989290000031
式中，irm为电容电流纹波，d为电压传输比，D1为待分析DAB电路中H桥1的内移相占空比，D2为待分析DAB电路中H桥2的内移相占空比；
且
Figure BDA0002612989290000032
D3为H桥2相对于H桥1的外移相占空比。
可选地，所述移相占空比取值范围为：
Figure BDA0002612989290000033
本申请第二方面提供了一种基于电容电流纹波的DAB控制装置，包括：
获取单元，用于获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，所述电路参数包括：电压、负载和开关参数；
第一计算单元，用于基于所述待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据所述电路结构和所述电路参数，计算各所述开关管的移相占空比取值范围；
第二计算单元，用于根据遗传算法，以所述移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各所述开关管的目标移相占空比取值；
DSP控制单元，用于以各所述目标移相占空比取值控制对应的所述开关管，以实现待分析DAB电路的控制。
可选地，所述电容电流纹波计算公式为：
Figure BDA0002612989290000041
式中，irm为电容电流纹波，d为电压传输比，D1为待分析DAB电路中H桥1的内移相占空比，D2为待分析DAB电路中H桥2的内移相占空比；
且
Figure BDA0002612989290000042
D3为H桥2相对于H桥1的外移相占空比。
本申请第三方面提供了一种基于电容电流纹波的DAB控制设备，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的基于电容电流纹波的DAB控制方法。
本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的基于电容电流纹波的DAB控制方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请提供了一种基于电容电流纹波的DAB控制方法，包括：获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，电路参数包括：电压、负载和开关参数；基于待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围；根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各开关管的目标移相占空比取值；以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，以实现待分析DAB电路的控制。
本申请中，首先获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，接着基于各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围，再接着根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式计算最小电容电流纹波时，各开关管的目标移相占空比取值，最后以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，上述对于DAB电路的控制方法是基于电容电流纹波实现的，也即在对DAB电路进行控制时考虑了电容电流纹波，解决了现有的DAB调制策略没有基于原边电容电流纹波进行分析，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好控制效果的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例中一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的实施例一的流程示意图；
图2为DAB电路的电路结构示意图；
图3为TPS控制下DAB电路的工作波形图；
图4为本申请实施例中一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的实施例二的流程示意图；
图5为本申请实施例中遗传算法的流程示意图；
图6为本申请实施例中基于电容电流纹波的DAB控制方法的闭环输出结构示意图；
图7为DAB电路在单移相控制下的电流应力；
图8为DAB电路在本申请实施例的基于电容电流纹波的DAB控制方法控制下的电流应力一；
图9为DAB电路在本申请实施例的基于电容电流纹波的DAB控制方法控制下的原副电压；
图10为DAB电路在本申请实施例的基于电容电流纹波的DAB控制方法控制下的电流应力二；
图11为本申请实施例中一种基于电容电流纹波的DAB控制装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种基于电容电流纹波的DAB控制方法、装置、设备和存储介质，解决了现有的DAB调制策略没有基于原边电容电流纹波进行分析，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好控制效果的技术问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例中一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的实施例一的流程示意图。
本实施例中的一种基于电容电流纹波的DAB控制方法，包括：
步骤101、获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，电路参数包括：电压、负载和开关参数。
可以理解的是，如图2所示为典型的DAB电路(即本实施例中的待分析DAB电路)的电路结构示意图，其中两个高频全桥通过中间的高频变压器连接。V1和V2为变换器两侧直流电压,C1和C2为直流侧电容，Ls为变压器折算到变压器一次侧的漏感和外部串联电感之和,变压器的变比为Nps。开关Sx由开关管和反并联二极管组成,下标x为开关的序号。Vab和Vcd分别为两侧H桥输出交流电压，Vcd'为Vcd折算到变压器一次侧的等效电压。
对于图2的电路结构，本实施例中定义如下：
电压传输比为：
d＝NpsV2/V1；
传输功率标幺值Pb和电容纹波电流标幺值Ib为：
Figure BDA0002612989290000061
式中，Ts为开关周期。
可以理解的是，本实施例中还定义S1-S8为开关管的开通信号，Ths表示半开关周期，D1和D2分别为H桥1和H桥2的内移相比，D3为H桥2相对于H桥1的外移相比，三个移相比取值范围分别为0≤D1≤1，0≤D2≤1，-1≤D3≤1。
此时便有，以S1的起始时刻为零时刻，桥臂上开关管S2、S5、S6的开通时刻为D1Ths、D3Ths和D3Ths+D2Ths。由开关管导通顺序可知Vab和Vcd'是半开关周期奇对称的三电平交流电压，此时引入Vab和Vcd'基波分量之间的外移相比Df。
考虑功率由原边向副边传递，并且电压传输比d小于1，原边电容电流是电感电流的交流分量。TPS控制下，DAB的工作波形如图3所示。
从图3可知标幺化电感电流iL和开通时刻分别为：
Figure BDA0002612989290000071
推出各时刻开关管开通可表示如下：
Figure BDA0002612989290000072
由以上公式推出各个开关时刻的电感电流值：
Figure BDA0002612989290000073
在开关管导通时，这时候开通的是与其反并联的二极管，则开关管从截止到导通的过程中，两端的电压被二极管箝位于零，就实现了此开关管的零电压开通。即开关管开通时刻的电流与电感电流相对应，所以可以用开通时刻的电感电流来表示实现开关管ZVS的约束条件，具体如下表所示：
表1 开关管ZVS的约束条件
Figure BDA0002612989290000081
步骤102、基于待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围。
在得到待分析电路的电路参数后，便可以基于待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围。
步骤103、根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各开关管的目标移相占空比取值。
本实施例中在得到各开关管的移相占空比取值后，根据遗传算法，以各开关管的移相占空比取值范围为约束条件，也即待优化解构成的解空间，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各开关管的目标移相占空比取值。
步骤104、以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，以实现待分析DAB电路的控制。
在得到各开关管的目标移相占空比取值后，便可以根据各目标移相占空比取值控制对应的开关管，以实现待分析DAB电路的控制。
本实施例中，首先获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，接着基于各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围，再接着根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式计算最小电容电流纹波时，各开关管的目标移相占空比取值，最后以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，上述对于DAB电路的控制方法是基于电容电流纹波实现的，也即在对DAB电路进行控制时考虑了电容电流纹波，解决了现有的DAB调制策略没有基于原边电容电流纹波进行分析，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好控制效果的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的实施例二。
请参阅图4，本申请实施例中一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的实施例二的流程示意图。
本实施例中的一种基于电容电流纹波的DAB控制方法，包括：
步骤401、获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，电路参数包括：电压、负载和开关参数。
可以理解的是，步骤401的描述与实施例一中步骤101的描述相同，具体可以参见上述描述，在此不再赘述。
步骤402、基于待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围。
本实施例中的移相占空比取值范围为：
Figure BDA0002612989290000091
步骤403、以N个个体构建遗传算法的初始种群，其中一个个体为：所有开关管的一组移相占空比取值。
如图5所示本实施例中遗传算法的流程示意图，首先进行初始种群的构建(即初始化种群)，设定初始种群的规模为N，即初始种群中有N个个体，此时还可以定义，交叉率为Pc和变异率为Pm，预置迭代次数为T。
步骤404、设置初始种群的适应度函数和预置迭代次数，其中，适应度函数为电容电流纹波计算公式，适应度函数的适应度值为最小电容电流纹波。
可以理解的是，电容电流纹波计算公式为：
Figure BDA0002612989290000101
式中，irm为电容电流纹波，d为电压传输比，D1为待分析DAB电路中H桥1的内移相占空比，D2为待分析DAB电路中H桥2的内移相占空比；
且
Figure BDA0002612989290000102
D3为H桥2相对于H桥1的外移相占空比。
步骤405、基于遗传算法、预置迭代次数和预置适应度阈值，对初始种群进行迭代后，得到最小电容电流纹波小于预置适应度阈值时，各开关管的目标移相占空比取值。
需要说明的是，步骤405具体包括：
S31、计算初始种群中每一个体的适应度值；
S32、当判断到适应度值小于预置适应度阈值时，将该适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值；
S33、当判断到所有适应度值均大于预置适应度阈值时，对初始种群依次进行复制、交叉和变异操作后，得到新种群；
S34、将新种群作为初始种群后，返回步骤S31进行下一次迭代，直至适应度值小于预置适应度阈值时，将该适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值；
S35、当预置迭代次数的迭代结束后，在所有的适应度值中将最小适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值。
可以理解的是，步骤S33中的对初始种群依次进行复制、交叉和变异操作后，得到新种群具体包括：
S331、对初始种群中的各个体均进行复制后，得到对应的复制个体，此时由复制个体组成种群S1；
S332、选取若干复制个体进行交叉操作，得到对应的交叉个体，并将交叉个体和未被选取的复制个体作为中间种群S2；
S333、从中间种群中选取若干个体进行变异操作得到对应的变异个体，并用变异个体替换初始种群中选取的个体后，得到新种群。
上述的交叉操作时按交叉率Pc从种群S1中选择c个复制个体，配对进行交叉操作，可以理解的是，此时的交叉操作类似于基因交换的概念，即将不同个体中的某个移相占空比取值进行交换。
步骤406、以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，以实现待分析DAB电路的控制。
可以理解的是，步骤406的描述与实施例一中步骤104的描述相同，具体可以参见上述描述，在此不再赘述。
本实施例中，首先获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，接着基于各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围，再接着根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式计算最小电容电流纹波时，各开关管的目标移相占空比取值，最后以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，上述对于DAB电路的控制方法是基于电容电流纹波实现的，也即在对DAB电路进行控制时考虑了电容电流纹波，解决了现有的DAB调制策略没有基于原边电容电流纹波进行分析，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好控制效果的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的实施例二，以下本申请实施例提供的一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的应用例。
如图6所示，本应用例中在MATLAB中首先根据不同输入电压、负载情况与恒定输出电压下的情况下利用本文提出的基于电容电流纹波的DAB控制方法计算出目标移相占空比取值并存储在DSP中，在线闭环控制稳定输出，其中V2是输出侧直流电压(即副边电压)，Vdc是给定输出电压，输出侧直流电压与给定输出电压的差值作PI控制后传给DSP，根据优化控制策略选取目标移相占空比取值。然后控制系统闭环调整占空比值，最终实现稳定输出电压控制。搭建基于TMS320F28335为控制芯片的实验平台，具体参数如下：
表2 电路参数
Figure BDA0002612989290000111
Figure BDA0002612989290000121
当V1＝80V，副边电压V2＝20V时，由图7DAB在单重移相控制下的电流应力和图8基于电容电流纹波的DAB控制下的电流应力可知，优化后的得到的参数为D0＝0.23，D1＝0.46，D2＝0.98，从图中可以看出，原边的电感电流应力由单重移相控制时的5.8A减小为遗传算法优化的4.8A，即电容电流应力也同样减小。
当V1为100V时，副边电压V2为50V，副边电阻改为20Ω，由图9和图10可知，原边电感电流应力为1.67A，比单移相控制策略下电流应力也大大减小。实验结果证明采用遗传算法能够有效的减少原边电容的电流纹波，同时有效减少原边电感的电流应力，提高电容使用寿命并提高传输效率。
上述结果证明了本实施例中基于电容电流纹波的DAB控制方法的正确、可靠性，为工程应用提供了很好的参考价值。
以上为本申请实施例提供的一种基于电容电流纹波的DAB控制方法的应用例。以下为本申请实施例提供的一种基于电容电流纹波的DAB控制装置的实施例，请参阅图11。
本申请实施例中一种基于电容电流纹波的DAB控制装置的实施例，包括：
获取单元1101，用于获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，电路参数包括：电压、负载和开关参数；
第一计算单元1102，用于基于待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围；
第二计算单元1103，用于根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各开关管的目标移相占空比取值；
DSP控制单元1104，用于以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，以实现待分析DAB电路的控制。
进一步地，电容电流纹波计算公式为：
Figure BDA0002612989290000131
式中，irm为电容电流纹波，d为电压传输比，D1为待分析DAB电路中H桥1的内移相占空比，D2为待分析DAB电路中H桥2的内移相占空比；
且
Figure BDA0002612989290000132
D3为H桥2相对于H桥1的外移相占空比。
本实施例中，首先获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，接着基于各开关管开通时刻的电流计算公式，根据电路结构和电路参数，计算各开关管的移相占空比取值范围，再接着根据遗传算法，以移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式计算最小电容电流纹波时，各开关管的目标移相占空比取值，最后以各目标移相占空比取值控制对应的开关管，上述对于DAB电路的控制方法是基于电容电流纹波实现的，也即在对DAB电路进行控制时考虑了电容电流纹波，解决了现有的DAB调制策略没有基于原边电容电流纹波进行分析，使得现有的TPS控制方法并不能取得较好控制效果的技术问题。
本申请实施例还提供了一种基于电容电流纹波的DAB控制设备，设备包括处理器以及存储器；存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；处理器用于根据程序代码中的指令执行实施例一或实施例二的基于电容电流纹波的DAB控制方法。
本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行实施例一或实施例二的基于电容电流纹波的DAB控制方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个待安装电网网络，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请个实施例中的功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于电容电流纹波的DAB控制方法，其特征在于，包括：
获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，所述电路参数包括：电压、负载和开关参数；
基于所述待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据所述电路结构和所述电路参数，计算各所述开关管的移相占空比取值范围；
根据遗传算法，以所述移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各所述开关管的目标移相占空比取值；
以各所述目标移相占空比取值控制对应的所述开关管，以实现所述待分析DAB电路的控制；
根据遗传算法，以所述移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各所述开关管的目标移相占空比取值，具体包括步骤：
S1、以N个个体构建所述遗传算法的初始种群，其中一个个体为：所有所述开关管的一组移相占空比取值；
S2、设置所述初始种群的适应度函数和预置迭代次数，其中，所述适应度函数为电容电流纹波计算公式，所述适应度函数的适应度值为最小电容电流纹波；
S3、基于遗传算法、预置迭代次数和预置适应度阈值，对所述初始种群进行迭代后，得到最小电容电流纹波小于预置适应度阈值时，各所述开关管的目标移相占空比取值；
其中，所述电容电流纹波计算公式为：
Figure FDA0003133539160000011
式中，irm为电容电流纹波，d为电压传输比，D1为待分析DAB电路中H桥1的内移相占空比，D2为待分析DAB电路中H桥2的内移相占空比；
且
Figure FDA0003133539160000012
D3为H桥2相对于H桥1的外移相占空比。
2.根据权利要求1所述的基于电容电流纹波的DAB控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
S31、计算所述初始种群中每一个体的适应度值；
S32、当判断到所述适应度值小于预置适应度阈值时，将该适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值；
S33、当判断到所有所述适应度值均大于所述预置适应度阈值时，对所述初始种群依次进行复制、交叉和变异操作后，得到新种群；
S34、将所述新种群作为所述初始种群后，返回步骤S31进行下一次迭代，直至所述适应度值小于预置适应度阈值时，将该适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值；
S35、当所述预置迭代次数的迭代结束后，在所有的所述适应度值中将最小适应度值对应个体中的移相占空比取值作为目标移相占空比取值。
3.根据权利要求2所述的基于电容电流纹波的DAB控制方法，其特征在于，步骤S33中的对所述初始种群依次进行复制、交叉和变异操作后，得到新种群具体包括：
S331、对所述初始种群中的各个体均进行复制后，得到对应的复制个体；
S332、选取若干所述复制个体进行交叉操作，得到对应的交叉个体，并将所述交叉个体和未被选取的所述复制个体作为中间种群；
S333、从所述中间种群中选取若干个体进行变异操作得到对应的变异个体，并用所述变异个体替换所述初始种群中选取的个体后，得到新种群。
4.根据权利要求1所述的基于电容电流纹波的DAB控制方法，其特征在于，所述移相占空比取值范围为：
Figure FDA0003133539160000021
5.一种基于电容电流纹波的DAB控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取待分析DAB电路的电路结构和电路参数，其中，所述电路参数包括：电压、负载和开关参数；
第一计算单元，用于基于所述待分析DAB电路中各开关管开通时刻的电流计算公式，根据所述电路结构和所述电路参数，计算各所述开关管的移相占空比取值范围；
第二计算单元，用于根据遗传算法，以所述移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各所述开关管的目标移相占空比取值；
DSP控制单元，用于以各所述目标移相占空比取值控制对应的所述开关管，以实现所述待分析DAB电路的控制；
根据遗传算法，以所述移相占空比取值范围为约束条件，通过电容电流纹波计算公式，计算最小电容电流纹波时各所述开关管的目标移相占空比取值，具体包括步骤：
S1、以N个个体构建所述遗传算法的初始种群，其中一个个体为：所有所述开关管的一组移相占空比取值；
S2、设置所述初始种群的适应度函数和预置迭代次数，其中，所述适应度函数为电容电流纹波计算公式，所述适应度函数的适应度值为最小电容电流纹波；
S3、基于遗传算法、预置迭代次数和预置适应度阈值，对所述初始种群进行迭代后，得到最小电容电流纹波小于预置适应度阈值时，各所述开关管的目标移相占空比取值；
其中，所述电容电流纹波计算公式为：
Figure FDA0003133539160000031
式中，irm为电容电流纹波，d为电压传输比，D1为待分析DAB电路中H桥1的内移相占空比，D2为待分析DAB电路中H桥2的内移相占空比；
且
Figure FDA0003133539160000032
D3为H桥2相对于H桥1的外移相占空比。
6.一种基于电容电流纹波的DAB控制设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1至4中任一项所述的基于电容电流纹波的DAB控制方法。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1至4中任一项所述的基于电容电流纹波的DAB控制方法。
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